对于next[]数组的定义如下:
1)next[j]=-1 j=0
2)next[j]=max k:0<k<j P[0...k-1]=P[j-k,j-1]
3)next[j]=0 其他
如:
P a b a b a
j 0 1 2 3 4
next -1 0 0 1 2
即next[j]=k>0时,表示P[0...k-1]=P[j-k,j-1]
因此KMP算法的思想就是:在匹配过程称,若发生不匹配的情况,如果next[j]>=0,则目标串的指针i不变,将模式串的指针j移动到next[j]的位置继续进行匹配;若next[j]=-1,则将i右移1位,并将j置0,继续进行比较。
代码实现如下:
int
KMPMatch(
char
*s,
char
*p)
{
int
next[100];
int
i,j;
i=0;
j=0;
getNext(p,next);
while
(i<
strlen
(s))
{
if
(j==-1||s[i]==p[j])
{
i++;
j++;
}
else
{
j=next[j];
//消除了指针i的回溯
}
if
(j==
strlen
(p))
return
i-
strlen
(p);
}
return
-1;
}
因此KMP算法的关键在于求算next[]数组的值,即求算模式串每个位置处的最长后缀与前缀相同的长度, 而求算next[]数组的值有两种思路,第一种思路是用递推的思想去求算,还有一种就是直接去求解。
1.按照递推的思想:
根据定义next[0]=-1,假设next[j]=k, 即P[0...k-1]==P[j-k,j-1]
1)若P[j]==P[k],则有P[0..k]==P[j-k,j],很显然,next[j+1]=next[j]+1=k+1;
2)若P[j]!=P[k],则可以把其看做模式匹配的问题,即匹配失败的时候,k值如何移动,显然k=next[k]。
因此可以这样去实现:
void
getNext(
char
*p,
int
*next)
{
int
j,k;
next[0]=-1;
j=0;
k=-1;
while
(j<
strlen
(p)-1)
{
if
(k==-1||p[j]==p[k])
//匹配的情况下,p[j]==p[k]
{
j++;
k++;
next[j]=k;
}
else
//p[j]!=p[k]
k=next[k];
}
}
2.直接求解方法
void
getNext(
char
*p,
int
*next)
{
int
i,j,temp;
for
(i=0;i<
strlen
(p);i++)
{
if
(i==0)
{
next[i]=-1;
//next[0]=-1
}
else
if
(i==1)
{
next[i]=0;
//next[1]=0
}
else
{
temp=i-1;
for
(j=temp;j>0;j--)
{
if
(equals(p,i,j))
{
next[i]=j;
//找到最大的k值
break
;
}
}
if
(j==0)
next[i]=0;
}
}
}
bool
equals(
char
*p,
int
i,
int
j)
//判断p[0...j-1]与p[i-j...i-1]是否相等
{
int
k=0;
int
s=i-j;
for
(;k<=j-1&&s<=i-1;k++,s++)
{
if
(p[k]!=p[s])
return
false
;
}
return
true
;
}